JP2008507150A - led array package having internal feedback and control - Google Patents

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Abstract

高温動作用のパッケージングされたLEDアレイは、下にある熱接続パッドを含む金属ベースを備える。 Packaged LED array for high temperature operation includes a metal base containing a thermal connection pad underneath. 1つまたは複数のセラミック層は、金属層の上にある。 One or more ceramic layers, on top of the metal layer. アレイは、複数のLEDダイを含み、各LEDダイが電極を有する。 Array includes a plurality of LED dies, each LED die having electrodes. また、LEDは、熱的に金属ベースに結合される。 Moreover, LED is thermally coupled to the metal base. ドライバ回路は、LEDダイ電極に電気接続され、LEDアレイ電流を制御する。 The driver circuit is electrically connected to the LED die electrode, to control the LED array current. LEDドライバは、LEDアレイパッケージ内に搭載され、金属ベースに熱的に結合される。 LED driver is mounted to the LED array package is thermally coupled to the metal base. 第2の実施形態では、LEDダイの1つまたは複数は、ドライバから測定回路へ切り換えられ、LEDアレイの光出力を測定する光検出器として使用されることができる。 In the second embodiment, one or more LED dies are switched to the measurement circuit from the driver, it can be used as an optical detector for measuring the light output of the LED array. 測定された光検出器信号は、さらに、LEDアレイ光出力を制御するためのフィードバック信号として使用されることができる。 Measured photodetector signal may further be used as a feedback signal for controlling the LED array light output.

Description

本発明は、電子ドライバおよびフィードバック回路を有する発光ダイオード(LED)アレイを同時にパッケージングする装置に関し、電子ドライバおよび制御回路は、LEDアレイパッケージ内に組み込まれる。 The present invention relates to a light emitting diode (LED) at the same time packaging device array having an electronic driver and feedback circuit, an electronic driver and control circuits are incorporated LED array package. 本発明はまた、LEDアレイの1つまたは複数のダイを光検出器として使用して、LEDアレイ光出力を監視し、制御する方法および装置に関する。 The present invention also includes one or more dies of the LED array used as the photodetector to monitor the LED array light output, to a method and apparatus for controlling.

発光ダイオード(LED)はいろいろな用途で有用である。 Light emitting diodes (LED) are useful in various applications. LEDアレイは、共通基板上に搭載されたLEDダイのアレイである。 LED array is an array of LED die mounted on a common substrate. LEDアレイは、通信および計装、商業用および家庭用部屋照明、ならびに、自動車および視覚ディスプレイを含む増加する種々の用途において光源として使用される。 LED array, communication and instrumentation, commercial and household room illumination, and is used as a light source in a variety of applications to increase including automotive and visual display. LEDアレイは、同じ基板上に複数のLEDを備えるデバイスである。 LED array is a device comprising a plurality of LED on the same substrate. LEDアレイを種々の技法によって作ることができる。 The LED array can be made by various techniques.

LEDアレイに関する1つの問題は、LEDの密な集中によってかなりの熱が生成されることである。 One problem with LED arrays is that the considerable heat by dense concentration of LED is produced. LEDアレイに関連する熱問題に対する解決策は、2003年8月11日に出願された米国特許出願第10/638,579号である「Light Emitting Diodes Packaged For High Temperature Operation」という名称の関連出願の主題である。 Solution to the thermal problems associated with LED arrays is US Patent Application No. 10 / 638,579, filed August 11, 2003 "Light Emitting Diodes Packaged For High Temperature Operation" Related application entitled it is the subject. LEDアレイ性能、照明効率に関連する別の問題は、2004年4月9日に出願された米国特許出願第10/822,191号である「Efficient LED Array」という名称の関連出願の主題である。 LED array performance, another problem associated with illumination efficiency is the 2004 filed on April 9, a U.S. Patent Application No. 10 / 822,191 of "Efficient LED Array" name of the associated application of the subject . これら2つの出願は、共に、参照により本明細書に組み込まれる。 These two applications are both incorporated herein by reference.

LEDアレイが、金属上の低温同時焼成セラミックス(LTCC−M)パッケージング技術を使用して成功裏に作成されている。 LED array is created successfully using co-fired ceramic (LTCC-M) packaging technology on the metal. LTCC−M構造および材料は、米国特許第6,455,930号である「Integrated Heat Sinking Packages Using Low Temperature Co−Fired Ceramic Metal Circuit Board Technology」(2002年9月24日発行)に記載されている。 LTCC-M structure and materials are described in a U.S. Patent No. 6,455,930, "Integrated Heat Sinking Packages Using Low Temperature Co-Fired Ceramic Metal Circuit Board Technology" (published Sep. 24, 2002) . LTCC−M構造は、さらに米国特許第5,581,876号(1996年12月10日発行)、第5,725,808号(1998年3月30日発行)、第5,953,203号(1999年9月14日発行)、および第6,518,502号(2003年2月11日発行)に記載されている。 LTCC-M structure further U.S. Patent No. 5,581,876 (issued Dec. 10, 1996), No. 5,725,808 (issued March 30, 1998), No. 5,953,203 It is described in (issued Sep. 14, 1999), and No. 6,518,502 (issued Feb. 11, 2003). その全てが、Lamina Ceramics Inc. All of which, Lamina Ceramics Inc. (社名または商標)に譲渡されている米国特許第6,455,930号、第5,581,876号、第5,725,808号、第5,953,203号、および第6,518,502号もまた、参照により本明細書に組み込まれる。 (Company name or trademark) No. 6,455,930 which is assigned to, No. 5,581,876, No. 5,725,808, No. 5,953,203, and No. 6,518, 502 No. is also incorporated herein by reference.

多くの用途では、LEDアレイを電子ドライバ回路によって制御することが有利である。 In many applications, it is advantageous to control the LED array by an electronic driver circuit. ドライバは、LEDをオンまたはオフすること、または、出力光度を制御することができる。 Driver on or turning off LED, or can control the output intensity. 能動パワー半導体(active power semiconductor)を使用してドライバ機能を提供することができる。 It is possible to provide a driver function using an active power semiconductor (active power semiconductor). ドライバ制御信号を、通常ローレベル制御信号または論理信号の形態である単なるオン−オフコマンドとすることができる。 A driver control signal, just on usually in the form of low-level control signal or logic signal - can be turned off command. あるいは、制御信号を、所望の光度のためのLEDを通る電流を設定する電気信号とすることができる。 Alternatively, the control signal may be an electrical signal for setting the current through the LED for the desired luminous intensity. LEDアレイの光度を設定するためにLED電流を制御する場合、フィードバックおよび制御回路を含むことがさらに有利である。 When controlling the LED current to set the luminous intensity of the LED array, it is further advantageous to include a feedback and control circuit. 光出力を測定し、必要とされるフィードバック信号を提供するために、光検出器構成部品をLEDアレイの近くに配置することができる。 The light output was measured, in order to provide a feedback signal required, can be arranged photodetector components in the vicinity of the LED array. 問題は、付加的な検出器のコストと複雑さ、および検出器をアレイの中または近くに搭載するのに必要とされる機械的構造である。 Problem, additional detectors cost and complexity, and the detector is a mechanical structure that is required to be mounted on or near in the array.

内蔵電子ドライバおよびフィードバック制御用のセンサを含む制御回路を有するLEDアレイを設けることが非常に有利である。 It is very advantageous to provide a LED array having a control circuit including a sensor for the internal electronic driver and feedback control. こうした回路が必要ではあるが、LEDと同じ基板上にパッケージングすることが難しかった。 There is a need such circuits, it is difficult to package on the same substrate as the LED. 通常、特定用途用のLEDドライバおよび制御回路を、LEDアレイの外のプリント配線板(PCB)上に構築する。 Usually, an LED driver and control circuitry for a particular application, constructed on a printed circuit board outside the LED array (PCB). これは、小さな空間内に取り付けなければならない用途にとって問題となる。 This is problematic for applications that must be installed in a small space. 外部PCB搭載式電子回路を使用したLEDアレイもまた高価である。 LED array using external PCB-mounted electronic circuit is also expensive. ドライバ回路をLEDアレイパッケージ内に組み込むという過去の試みは、半導体ダイと従来技術のLEDパッケージング方法と材料との間の熱膨張係数の差によって生じる機械的応力のために、大部分が成功裏に至らなかった。 Past attempts to incorporate a driver circuit to the LED array package, due to mechanical stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the LED packaging methods and materials of the semiconductor die and the prior art, largely successful It did not lead to.
米国特許出願第10/638,579号明細書 U.S. Patent Application No. 10 / 638,579 Pat 米国特許出願第10/822,191号明細書 U.S. Patent Application No. 10 / 822,191 Pat 米国特許第6,455,930号明細書 US Pat. No. 6,455,930 米国特許第5,581,876号明細書 US Pat. No. 5,581,876 米国特許第5,725,808号明細書 US Pat. No. 5,725,808 米国特許第5,953,203号明細書 US Pat. No. 5,953,203 米国特許第6,518,502号明細書 US Pat. No. 6,518,502

したがって、費用をかけずに、ドライバ、制御回路、および光検出器センサをアレイ内に同時にパッケージングすることができる、改良されたLEDアレイデバイスについての必要性が存在する。 Therefore, at no cost, the driver, the control circuit, and a light detector sensor can be simultaneously packaged in an array, there is a need for an improved LED array device.

本発明は、高温動作用のパッケージングされたLEDアレイを提供する。 The present invention provides a packaged LED array for high temperature operation. 一実施形態では、本発明は、下にある熱接続パッドを含む金属ベースを備えるパッケージングされたLEDアレイを提供する。 In one embodiment, the present invention provides an LED array packaged comprising a metal base including thermal connection pad underneath. 1つまたは複数のセラミック層は金属ベースの上にある。 One or more ceramic layers is on the metal base. アレイは、金属ベースに熱的に結合した複数のLEDダイを含み、各LEDダイは電極を有する。 Array includes a plurality of LED dies thermally coupled to the metal base, each LED die having an electrode. LEDアレイ電流の制御を提供するために、ドライバ回路をLEDアレイパッケージ内に搭載し、LEDダイ電極に電気接続する。 To provide control of the LED array current, equipped with a driver circuit to the LED array package, electrically connected to the LED die electrode. ドライバ回路の少なくとも一部分を金属ベースに熱的に結合することが好ましい。 It is preferred that at least a portion of the driver circuit is thermally coupled to the metal base.

第2実施形態では、1つまたは複数のLEDダイを、ドライバ回路から測定回路へ接続的に切り換え、LEDアレイの光出力を測定する光検出器として使用することができる。 In the second embodiment, the one or more LED die, connected to the switching to the measurement circuit from the driver circuit can be used as an optical detector for measuring the light output of the LED array. さらに、測定された光検出器信号を、LEDアレイ光出力を制御するためのフィードバック信号として使用することができる。 Furthermore, the measured photodetector signal can be used as a feedback signal for controlling the LED array light output.

本発明の利点、特質、および種々の付加的な特徴は、添付図面に関連して詳細に述べられる、具体的な実施形態をここで考慮することによって、より完全に明らかになるであろう。 An advantage of the present invention, nature, and various additional features are set forth in detail in conjunction with the accompanying drawings, by taking into account here specific embodiments will become more fully apparent.
これらの図面は本発明の概念を示すためのものであり、グラフを除き、一定の比例尺には従っていないことを理解されたい。 These drawings are for purposes of illustrating the concepts of the present invention, except for the graphs, it is to be understood that does not follow the fixed scale.

詳細な説明は4つの部分からなる。 The detailed description consists of four parts. 第I章は、LEDアレイパッケージで使用する埋め込み式フィードバックおよび制御のいくつかの実施形態を開示する。 The Chapter I, discloses several embodiments of implantable feedback and control for use with the LED array package. 第II章は、アレイのフィードバックおよび制御を提供するために、LEDアレイのLEDダイの1つまたは複数を使用することを述べる。 The Chapter II, in order to provide feedback and control of array states that the use of one or more LED dies of the LED array. 第III章は、本発明で使用するのに適したLEDドライバ回路を説明する。 Chapter III, illustrating the LED driver circuit suitable for use in the present invention. 第IV章は、本発明に関連するのでLTCC−Mパッケージング技術を述べる。 The Chapter IV, describes the LTCC-M packaging technology as it relates to the present invention.

第I章:集積型フィードバックおよび制御を有するLEDアレイ 図面を参照すると、図1は、例示的なLEDアレイ10を示す。 Chapter I: Referring to the LED array drawings having integrated feedback and control, Figure 1 illustrates an exemplary LED array 10. 7つの空洞がセラミック回路内に形成され、6つのLEDダイ11が各空洞の金属ベースに取り付けられている。 7 one cavity is formed in the ceramic circuit, six LED die 11 is attached to the metal base of each cavity. ワイヤボンド12を通して、また、金属ベース上の金電極を通して、電気接続部がダイに対して作られる。 Through the wire bonds 12, also through the gold electrode on the metal base, electrical connection is made with respect to the die.

図2は、埋め込み式のドライバ回路21とフィードバック23と検出器22とを組み込むLEDアレイ10を含む例示的なLEDアレイパッケージ100のブロック図を示す。 Figure 2 shows a block diagram of an exemplary LED array package 100 includes an LED array 10 incorporating the embedded driver circuit 21 and feedback 23 and detector 22. 図2に示す一実施形態では、パルス幅変調器(PWM)21をドライバ回路として使用する。 In one embodiment, shown in FIG. 2, uses a pulse width modulator (PWM) 21 as a driver circuit. LEDアレイ10を、本発明で使用するのに適し、そして本出願の第III章でより詳細に説明される任意のドライバ回路によって駆動することができる。 The LED array 10, suitable for use in the present invention, and can be driven by any of a driver circuit which is described in greater detail Section III of this application. ドライバ回路21はまた、測定されたパラメータ入力に基づく閉ループフィードバック動作用の誤差増幅器を含むことができる。 The driver circuit 21 may also include a measured error amplifier for closed loop feedback operation based on the parameter input. こうした測定されたパラメータは、限定はしないが、アレイ電流、電圧、電力、輝度、光束、光色、磁界、または温度を含むことができる。 Such measured parameters include, but are not limited to, may include an array current, voltage, power, intensity, luminous flux, light color, magnetic fields or the temperature. 所望のフィードバックパラメータを検出器22によって測定し、フィードバック23上の信号によってドライバ回路21に提供することができる。 The desired feedback parameters measured by the detector 22, can be provided to the driver circuit 21 by a signal on feedback 23.

当業者は、電流などのパラメータを測定する場合、検出器22を、アレイ(図示する)またはホール効果タイプ電流センサと直列に接続することができることを理解している。 Those skilled in the art, when measuring the parameters such as current, a detector 22, knows that it is possible to connect the array (as shown) or Hall effect type current sensor in series. 他のパラメータの測定の場合、ブロック図で文字通りに示される以外のところにセンサを位置することができる。 For the measurement of other parameters, it is possible to position the sensor at a non-illustrated literally in block diagram. たとえば、アレイ電圧はLEDアレイ端子の両端で測定されること、および、光は、図6のブロック図に示すように、アレイによって生成される照明の目に見える近接位置にある光検出器によって検出することができることを理解されたい。 For example, the array voltage will be measured at both ends of the LED array terminals, and the light is, as shown in the block diagram of FIG. 6, detected by a photodetector in the proximate position to visible illumination produced by the array it is to be understood that it is possible to.

図3は、埋め込み式LEDアレイ10で使用するのに適した回路トポロジのパルス幅変調式ドライバの一実施形態を示す。 Figure 3 illustrates one embodiment of a pulse width modulation type driver circuit topology suitable for use in embedded LED array 10. この例示的な回路トポロジは、PWMコントローラU1、ツェナーダイオードCR1、およびパワー電界効果型(FET)トランジスタQ1を含む半導体デバイスを使用する。 The exemplary circuit topology uses a semiconductor device that includes a PWM controller U1, zener diode CR1, and a power field-effect (FET) transistor Q1. 本発明で使用する半導体は、LEDアレイなどのパッケージ内に直接集積するためにダイの形態で商業的に容易に入手可能である。 The semiconductor used in the present invention are readily commercially available in die form for integrated directly into the package, such as an LED array. たとえば、本発明で使用するための半導体は、Fairchild Semiconductor(バージニア州マクリーン)、Microsemi Corporation(カルフォルニア州アーバン)、Motorola,Inc. For example, a semiconductor for use in the present invention, Fairchild Semiconductor (McLean, VA), Microsemi Corporation (Urban California), Motorola, Inc. (イリノイ州シャウンバーグ)、International Rectifier(カルフォルニア州El セグンド)、およびNational Semiconductor(カルフォルニア州サンタクララ)から入手可能である。 (Illinois Schaumburg), International Rectifier (California El Segundo), and is available from National Semiconductor (Santa Clara, Calif).
(尚、「Fairchild Semiconductor」「Microsemi」「Motorola」、「International Rectifier」及び「National Semiconductor」はそれぞれ社名または商標である。) (Note that "Fairchild Semiconductor" "Microsemi", "Motorola", "International Rectifier" and "National Semiconductor" is a company name or trademark, respectively.)

これらのデバイスのほとんどの温度係数は5ppm/度C程度で、15〜20ppm/度Cの熱膨張係数を有する従来技術のLEDアレイ基板に対し熱的整合が乏しい。 In most of the temperature coefficient 5ppm / degree C about these devices, thermal matching poor over the prior art LED array substrate having a thermal expansion coefficient of the 15~20Ppm / degree C. こうした不整合により、半導体は、LEDアレイによって生じる加熱に起因する非常に大きな機械的力を受ける可能性がある。 With such misalignment, the semiconductor may undergo a very large mechanical forces due to the heat generated by the LED array. これらの力により、初期LEDアレイ故障を引き起こすことがある亀裂および破裂を装置に生じることがある。 These forces may result in the apparatus cracking and rupture can cause initial LED array failure. 故障は、光出力の断続または低下から、アレイ光出力が全くなくなる破壊故障までをも含む。 Failure, also including from intermittent or reduction in light output, until fracture failure array light output at all eliminated.

本発明の一実施形態では、この問題を、ダイを同じ熱膨張係数を有するガラス層に機械的に結合し、こうしたデバイスをLTCC−Mパッケージされたアレイの層上に搭載することによって解決する。 In one embodiment of the present invention, this problem, mechanically bonded to the glass layer having the same coefficient of thermal expansion of the die is solved by mounting such devices on a layer of LTCC-M packaged array. そのため、機械的力が著しく低減され、より典型的な半導体寿命および故障率を達成することができる。 Therefore, the mechanical force is significantly reduced, it is possible to achieve a more typical semiconductor lifetime and failure rate. LTCC−M技術を本出願の第IV章でより詳細に説明する。 The LTCC-M technique described in more detail Chapter IV of this application.

本発明の別の実施形態では、集積したドライバおよび/またはドライバを含む制御ループを有するLEDアレイをLTCC−M技術で作成することによって、熱管理の改善を達成することができる。 In another embodiment of the present invention, a LED array having a control loop including integrated on the driver and / or driver by creating in LTCC-M technique, it is possible to achieve improved thermal management. LEDダイとドライバと他のループ電子回路は全て、LEDダイおよび他のチップから移動するかなりの熱を生成する。 All LED die and drivers and other loop electronic circuit generates a considerable heat transferred from the LED die and other chips. 熱除去は、アレイおよびアレイパッケージ内に埋め込まれた電子デバイスの過度の温度上昇を防止するために必要である。 Heat removal is necessary in order to prevent excessive temperature rise of the electronic devices embedded in the array and the array package. これらのデバイスを、ガラス層および/または金属基板上またはその内に搭載することによって、優れた受動冷却を達成することができる。 These devices, by mounting the glass layer and / or a metal substrate, or them, it is possible to achieve excellent passive cooling. ガラス層内に埋め込まれた電子回路の場合、伝導性および非伝導性熱バイアは、廃熱流を金属基板に流すことによって廃熱流をさらに増大させることができる。 For electronic circuits embedded in the glass layer, conductive and non-conductive heat vias can further increase the waste heat flow by flowing a waste heat flow to the metal substrate.

図5は、LEDアレイパッケージ50内に組み込まれたドライバ回路51を有するLEDアレイ52を含むLEDアレイパッケージ50を示す。 Figure 5 shows the LED array package 50 includes an LED array 52 with LED array package 50 in the driver circuit 51 built into. 図5に示すSMTコンデンサなどの付属ドライバ回路53を収容するために、セラミック回路内の付加的な開口および回路相互接続部を作成してもよい。 To accommodate the accessory driver circuit 53 such as a SMT capacitor shown in FIG. 5, may create additional apertures and circuit interconnects within the ceramic circuit. ドライバ回路51を空洞54内に搭載することが好ましい。 It is preferable to mount a driver circuit 51 within the cavity 54. この実施形態では、ドライバ51、フィードバックおよび制御、ならびに、LED光出力を設定する基準を空洞54内に搭載することができる。 In this embodiment, the driver 51, the feedback and control, as well as a reference to set the LED light output can be mounted in the cavity 54. 電力を接触パッド55、56を介してLEDアレイ52に提供することが好ましい。 It is preferable to provide power to the LED array 52 via the contact pads 55, 56. 接触パッド55、56を任意の市販の材料から作成することができ、信頼性の高い大電流電源接続部を提供する。 The contact pads 55, 56 can be made from any commercially available material, to provide a highly reliable high-current power connections. 接触パッド55、56を、限定はしないが、銀、銅、ニッケル、または錫−鉛を含む、任意の適した溶接可能材料から構成することができる。 The contact pads 55 and 56, but are not limited to, silver, copper, nickel or tin, - containing lead can be composed of any suitable weldable material. 好ましい実施形態では、接触パッド55、56を銀パラジウムで作成する。 In a preferred embodiment, the contact pads 55 and 56 to create a silver palladium.

図6のブロック図に示すように、フォトダイオード光出力検出器61をLEDアレイ10から放射された光を検出するのに使用してもよい。 As shown in the block diagram of FIG. 6, it may be used to detect light emitted photodiode optical output detector 61 from the LED array 10. 本発明で使用する、市販の適切なフォトダイオード光出力検出器は、限定はしないが、Vishay Intertechnology,Inc. Used in the present invention, suitable commercially available photodiode optical output detector, but are not limited to, Vishay Intertechnology, Inc. (ペンシルベニア州マルバーン)から市販されるVishay BPW21Rを含む(尚、「Vishay Intertechnology」は社名または商標であり、「Vishay BPW21R」は商品名または商標である)。 Including Vishay BPW21R that is commercially available from (Pennsylvania Malvern) (It should be noted that, "Vishay Intertechnology" is a company name or trademark, "Vishay BPW21R" is a trade name or trademark). アレイからの光出力が、時刻、温度、使用年数、または、変化するドライバパラメータによって減少する場合、検出器61の出力が相応して下がることになる。 Light output from the array, the time, temperature, age, or if reduced by changing the driver parameters, the output of the detector 61 decreases correspondingly. そのため、LEDアレイドライバ62に対する結果生じるフィードバックはドライバ62の出力を増加させることになり、したがって、LEDアレイ10の所望の出力を維持する。 Therefore, feedback resulting to the LED array driver 62 would increase the output of the driver 62, thus maintaining the desired output of the LED array 10.

さらに別の実施形態では、制御基準入力信号を提供することによって、ユーザがLEDアレイを遠隔で制御することを可能にする、付加的な端子が設けられる。 In yet another embodiment, by providing a control reference input signal, it allows the user to control the LED array remotely, additional terminals are provided. 一般に、制御とはアレイの要素の全てを同時に制御することを言うが、LEDダイ11のクラスタまたは個々のLEDダイ11を独自に制御する形態が存在する可能性がある。 In general, the control and are means to control all elements of the array at the same time, there is a possibility that the form of independently controlling cluster or individual LED dies 11 of the LED die 11 is present. 通常、入力制御基準信号はアナログ制御信号であるが、デジタル制御信号とすることもでき、その場合、LEDアレイは、デジタル制御信号を受け取るのに適したデジタル回路をさらに備える。 Usually, the input control reference signal is an analog control signal, also can be a digital control signal, in which case, LED array further comprises a digital circuit suitable for receiving the digital control signal. ドライバ回路を直接に制御するか、デジタル的に制御される内部フィードバックおよび制御ループに基準を提供するか、または、デジタル−アナログ変換器によるのと同様にLEDアレイアセンブリ上でアナログ制御信号へ変換することによって、デジタル信号はLEDアレイを制御することができる。 Or it controls the driver circuit directly, or provides a reference to the internal feedback and control loops are digitally controlled, or digital - converted into an analog control signal on the LED array assembly as well as by an analog converters by the digital signal can control the LED array. あるいは、擬似デジタル制御をLEDアレイ内に構築された周波数−アナログ信号変換器によって達成することもできる。 Alternatively, the frequency was constructed pseudo digital control in the LED array - can also be accomplished by an analog signal converter.

第II章:LEDアレイの1つまたは複数のLEDの検出器としての使用 別の実施形態では、LEDアレイのLEDダイの1つまたは複数を、ドライバ回路から光測定回路に切り換えて、LEDアレイの光出力を測定する光検出器として使用することができる。 Chapter II: In one or more LED uses another embodiment of a detector of the LED array, one or more LED dies of the LED array is switched from the driver circuit to the light measurement circuit, the LED array it can be used as a light detector for measuring the light output. 図7に示す一実施形態によれば、LEDアレイ10内のLEDダイの1つまたは複数を光検出器として使用することによって、LEDアレイ10からの出力光を検出する(図7を参照されたい)。 According to one embodiment shown in FIG. 7, by using one or more LED dies of the LED array 10 as a light detector, for detecting the output light from the LED array 10 (see FIG. 7 ). 動作時は、LEDアレイ10の1つまたは複数のLEDダイを、ドライバ回路62、または、光測定回路80とフィードバック64に、スイッチ71で交互に電気接続する。 During operation, one or more LED dies of the LED array 10, the driver circuit 62, or the light measuring circuit 80 and feedback 64, electrically connected to the alternating switch 71. LEDダイ11は、ドライバ回路62に接続されたときには光源として、そしてスイッチ71の動作によってドライバ回路62から周期的かつ一時的に切り離されたときには光検出器63として機能する。 LED die 11, as a light source when connected to the driver circuit 62, and functions as a light detector 63 when it is periodically and temporarily disconnected from the driver circuit 62 by the operation of the switch 71.

一実施形態によれば、図7は、LEDアレイ10の最も離れた左のLEDダイがLED光検出器63として動作するような位置にスイッチ71がある状態のLEDアレイ10を示す。 According to one embodiment, FIG. 7 shows a state LED array 10 there is a switch 71 in a position such that the left LED die is operated as an LED light detector 63 farthest of the LED array 10. ドライバ回路62から切り離されることによって、光検出器61は、隣接するLED11Aおよび11Bから放射される光を検出する。 By being disconnected from the driver circuit 62, the photodetector 61 detects the light emitted from adjacent LED11A and 11B. この技法を使用して、アレイ光出力を、測定回路80によって周期的にサンプリングし、そしてフィードバック64を介してドライバ回路62にフィードバックすることができる。 Using this technique, the array light output, periodically sampled by the measurement circuit 80, and can be fed back to the driver circuit 62 via the feedback 64.

そのため、ドライバ回路62は、測定回路80によって提供される測定値に応じてLEDアレイ10の制御における適切な調整を行うことができる。 Therefore, the driver circuit 62 can make appropriate adjustments in the control of the LED array 10 in response to measurements provided by the measuring circuit 80. LEDアレイ10の光出力の測定が終了することによって、測定回路80は、スイッチ71を動作させて(図7の破線で示す作動中の制御)、光検出器61をドライバ回路62に再接続する。 By measuring the light output of the LED array 10 is completed, the measurement circuit 80 operates the switch 71 (control during operation indicated by the broken line in FIG. 7), reconnect the optical detector 61 to the driver circuit 62 .

光検出器用に使用される、スイッチ71に接続された1つまたは複数のLEDダイを、検出モードから元の光放射モードへ迅速に、好ましくは10ms未満で切り換えることができる。 It is used light detectors, one or more LED dies that are connected to a switch 71 quickly from the detection mode to the original optical radiation mode can preferably be switched in less than 10 ms. 比較的速いこの切り換えレートでは、光の観察者は光検出サンプリングモードを知覚しないであろう。 In relatively fast this switching rate, the light of the observer will not perceive the light detection sampling mode. 光検出器用にLEDアレイ10の1つまたは複数のLEDダイを使用することは、独立の光検出器を使用することに比較して、デバイスのコストおよび複雑さが減少する。 The use of one or more LED dies of the light detector in LED array 10, as compared to using a separate optical detectors, the cost and complexity of the device is reduced.

光検出器としてLEDアレイ10の1つまたは複数のLEDダイを使用する用途は、出力光の調節およびLED故障検出を含むが、それに限定されない。 Applications that use one or more LED dies of the LED array 10 as an optical detector, including regulatory and LED failure detection of the output light is not limited thereto. 光調節機能において、光検出器として動作するLEDダイは、第I章で詳細に述べたように、フィードバックおよび制御回路に対するリニアフィードバック要素として有益である。 In the light adjusting function, LED dies that operate as the photodetector, as described in detail in Chapter I, is beneficial as a linear feedback element for the feedback and control circuit. 故障検出の場合、光検出器63は、LEDアレイの1つまたは複数のエミッタからの低い光放射を指示する出力レベルの閾変化を検出することができる。 For fault detection, the photodetector 63 can detect the 閾変 of output level instructing low light emission from one or more emitters of the LED array. この検出モードは、電気的検出方式と比べて有利である。 The detection mode is advantageous in comparison with the electrical detection schemes. たとえば、電気的検出方式の1つの欠点は、LED電流などのパラメータの変化を検出することで低い光出力を推測することができるだけ、ということである。 For example, one drawback of the electrical detection method, can only guess the low light output by detecting the change in a parameter such as LED current is that.

具体例 以下は、同時にパッケージングする発光ダイオードアレイを備えるデバイスの例であり、LEDの1つまたは複数を、LEDアレイの光出力を検出する光検出器として使用する。 Examples The following is an example of a device comprising a light emitting diode array packaging simultaneously, one or more LED, used as the photodetector for detecting the light output of the LED array. デバイスは、適した金属ラミネートベースから始まって構成される。 Device is configured starting from a suitable metal laminate base. 13%銅、74%モリブデン、13%銅(CMC)金属ラミネートを使用することが好ましい。 13% copper, 74% molybdenum, it is preferable to use 13% of copper (CMC) metal laminate. より好ましくは、H. More preferably, H. C. C. Starck Corporation(マサチューセッツ州ニュートン)によって製造されるCMC金属ラミネートを本発明に従って使用することができる(尚、「H.C.Starck」は社名または商標である。)。 The CMC metal laminate manufactured by Starck Corporation (Newton, Mass) can be used according to the invention (Note that "H.C.Starck" is a company name or trademark.).

各ダイのロケーションに相当する厚膜金ボンディングパッドを、LEDダイを含むように金属ベース上で焼成し、任意のダイを制御およびフィードバックのために使用することができる。 The thick film gold bonding pads corresponding to the location of each die, and fired on the metal base so as to include the LED die can be used for control and feedback any die. パッドをCMCベースに電気的かつ熱的に接続することができる。 The pad can be electrically and thermally connected to the CMC base. CMC適合セラミックテープ層を、ダイ空洞を形成し、電気接続部を作り、アレイハウジングを形成するのに使用することができる。 The CMC adaptation ceramic tape layers to form a die cavity, making electrical connections, can be used to form the array housing. セラミックテープは、限定はしないが、Ferro Corporation(オハイオ州クリーブランド)などによって供給されるものを含む、商業的に容易に入手可能なガラスおよび樹脂からなる(尚、「Ferro」は社名または商標である。)。 Ceramic tape, but are not limited to, those supplied by such Ferro Corporation (Cleveland, Ohio), a commercially readily available glass and resin (Note, "Ferro" is a company name or trademark .). テープ材料を粉砕し、混合して平坦シートに鋳造することができる。 The tape material was ground, it can be cast into flat sheet combination. その後、穿孔、印刷、丁合い、および張り合わせを含む一般的な「グリーン」テープ処理を使用して、シートを処理することができる。 Thereafter, drilling, printing, collating, and bonded using a common "green" tape processing including, it is possible to process the sheet. これらの技法は当業者によく知られている。 These techniques are well known to those of ordinary skill in the art. CMCベースを、張り合わせ中に取り付け、〜900度Cの焼成中にテープ層と接合する。 The CMC base, mounted in lamination, bonding the tape layers during firing of 900 ° C. 複数のアレイを単一ウェハ上で処理し、その後、焼成後にダイシング(dicing)することによって切断分離することができる。 A plurality of arrays and processed on a single wafer can then be cut and separated by dicing (Dicing) after firing.

ベースモジュールがセラミック層に設けられた後に、個々のダイを、はんだ付けによって、80%Au/20%Snはんだを使用して、各空洞の底の中の金パッドに接続することが好ましい。 After the base module is provided on the ceramic layer, the individual dies, by soldering, using a 80% Au / 20% Sn solder, it is preferably connected to the gold pads in the bottom of each cavity. あるいは、限定はしないが、Emerson&Cuming(マサチューセッツ州カントン)から市販されているAblebond84LM1を含む導電性エポキシを使用して個々のダイを金パッドに接続することができる(尚、「Emerson&Cuming」は社名または商標、及び「Ablebond84LM1」は商品名または商標である。)。 Alternatively, but not limited to, it can be used a conductive epoxy containing Ablebond84LM1 commercially available from Emerson & Cuming (Canton, MA) to connect the individual dies to the gold pads (Incidentally, "Emerson & Cuming" is name or trademark , and "Ablebond84LM1" is a trade name or trademark.).

金パッドを金属ベースに接続することができる。 Gold pads can be connected to the metal base. 導電性バイアを使用して、一番上のセラミック層上の電気端子を金属ベースに接続する。 Use conductive vias, the electrical terminals on the top ceramic layer is connected to the metal base. アノードまたはカソードをダイの背面に共通に接続することができ、次に、背面を金ボンディングパッドに接続する。 Can be connected to a common anode or cathode to the back of the die, then, to connect the back to the gold bonding pad. ワイヤボンドを使用して、ダイの対向面をアレイに電気接続することができる。 Using wire bonding, the facing surfaces of the die may be electrically connected to the array. ダイからセラミック層のうちの一層上のボンディングパッドにボンドを接続することができる。 It can be connected to the bond to the bonding pads on one layer of the ceramic layer from the die. また、圧膜の導電性トレースを、ボンディングパッドを含むセラミック層の表面上に堆積することができる。 Further, the conductive traces pressure membrane can be deposited on the surface of the ceramic layer including a bonding pad. トレースを、導電性バイアを通して一番上のセラミック層上の電気端子に接続することができる。 Traces can be connected to the top electrical terminal on the ceramic layer through the conductive via. 直列、並列、および直列−並列の組み合わせを含む種々のダイ接続が可能である。 Series, parallel, and serial - is capable of various die connection comprising a parallel combination.

具体例によれば、7つの空洞を有するパッケージが製造される。 According to a particular embodiment, the package having seven cavities are produced. 各空洞は、3つの赤LED、3つの緑LED、および1つの青LEDを含む。 Each cavity contains three red LED, three green LED, and one blue LED. LEDアレイの単一色に電力を印加すると、他の色のLEDのうちの1つのLEDの両端に生じる電圧を測定することによって、他のLEDの光出力を検出することができる。 When power is applied to the single color LED array, by measuring the voltage developed across one LED of the other color LED, it is possible to detect the light output of the other the LED.

特定の色LEDからの光出力を、同じか、または、より長い波長放射を有する別のLEDを使用して検出することが好ましい。 The light output from the specific color LED, equal to, or is preferably detected using another LED having a longer wavelength radiation. たとえば、緑LED(505nm波長)の出力を検出するために、青LED(470nm波長)に重ねて赤LED(625nm波長)を使用することが好ましい。 For example, in order to detect the output of the green LED (505 nm wavelength), it is preferable to use a blue LED Red LED superimposed on (470 nm wavelength) (625 nm wavelength). さらに、赤LEDの1つまたは複数を、アレイ内の残りの赤LEDの出力を検出するのに使用できることが意図される。 Additionally, one or more red LED, it is contemplated that can be used to detect the output of the remaining red LED in the array. LEDの光感度は、検出器として使用するために適切なLEDを決定するときに考えるべき別の因子である。 Photosensitivity of the LED is another factor to consider when determining the appropriate LED for use as a detector.

より好ましくは、異なる検出器LEDは、その最も効率的な検出範囲で使用されるべきである。 More preferably, different detector LED should be used in its most efficient detection range. 検出器が図11に示す曲線の折れ点のすぐ下で動作するように、検出範囲を選択すべきである。 As the detector is operating just below the break point of the curve shown in FIG. 11, it should be selected detection range.

さらに、電圧を降下しおよび電流を制限する抵抗器、インダクタ、およびコンデンサを、セラミック層の中間に埋め込まれる構成部品、または、パッケージの一番上の表面上に搭載される個別の構成部品として付加することができる。 Additionally, the resistor for limiting the descent to and current voltage, an inductor, and a capacitor, the components are embedded in the intermediate ceramic layer, or, as a separate component to be mounted on the top surface of the package can do. 付加的な制御、ESD保護、および電圧調節半導体を、ダイまたはパケージングされた形態で付加してもよい。 Additional control, ESD protection, and a voltage adjusting semiconductor, may be added at the die or Pakejingu form. 最後に、Henkel Loctite(登録商標) Corporation(コネチカット州ロッキーヒル、トラウトブルック交差点1001)から入手可能なHysol(登録商標)1600などの屈折率整合エポキシを、デバイスを保護するために、各ダイ空洞に付加することができる。 Finally, Henkel Loctite (R) Corporation (Rocky Hill, CT, trout Brook intersection 1001) an index matching epoxy such as Hysol (R) 1600, available from, in order to protect the device, each die cavity it can be added.

第III章:本発明で使用するためのLEDドライバ いくつかのLEDアレイ光特性を、自動制御を使用して補正してもよい。 Chapter III: The LED driver several LED array light characteristics for use in the present invention, may be corrected using automatic control. たとえば、光出力(光束または放射束)を、LEDアレイに定電流ドライバを含むませることによって制御してもよい。 For example, the light output (luminous flux or radiant flux), may be controlled by Maseru includes a constant current driver to the LED array. その線形動作範囲にわたるLEDの光出力(φ)は、フォワードDC電流に比例し、 The light output of the LED over its linear operating range (phi) is proportional to the forward DC current,
φ=ηIV φ = ηIV
によって与えられる。 It is given by. ここで、 here,
ηはダイオード外部量子効率、 η diode external quantum efficiency,
Iはフォワードダイオード電流、そして、 I will forward diode current and,,
Vはフォワードダイオード電圧である。 V is the forward diode voltage.

図8は、本発明で使用するのに適したLEDドライバの一例を示す。 Figure 8 shows an example of a LED driver suitable for use in the present invention. 図8に示すシリコンバイポーラトランジスタを使用して、ダイオード電流を一定に保持してもよい。 Using a silicon bipolar transistor shown in FIG. 8, it may hold the diode current constant. 図9は、本発明で使用するのに適した別の定電流ドライバを示す。 Figure 9 shows another constant current driver suitable for use in the present invention. このドライバは、同じフォワード電流を有する複数のダイオードストリングを駆動する電流ミラーを含む。 This driver includes a current mirror to drive a plurality of diode string having the same forward current. 定電流動作のための別のオプションは、図9に示す、National Semiconductor Corporation(カルフォルニア州サンタクララ)から入手可能なLM134 3−端子調整可能電流源などの、この目的で特別に設計された専用集積回路を使用することである(尚、「National Semiconductor」は社名または商標である。)。 Another option for the constant current operation is shown in Figure 9, such as LM134 3- terminal adjustable current source, available from National Semiconductor Corporation (Santa Clara, Calif), specially designed application specific integrated for this purpose it is to use a circuit (Note, "National Semiconductor" is a company name or trademark.). 図10は、本発明で使用するのに適した、例示的な複数ストリング定電流ドライバ回路を示す。 Figure 10 is suitable for use in the present invention, illustrating an exemplary multiple strings constant current driver circuit.

図8、9、および10に示す回路は、本発明で使用する単純でかつ費用のかからないドライバであることが有利である。 The circuit shown in FIGS. 8, 9, and 10 is advantageously a simple and inexpensive driver used in the present invention. 本発明で使用するさらに別のドライバ回路は、図2および図3に示す、可変パルス幅制御(VPWC)回路である。 Yet another driver circuit for use in the present invention, shown in FIGS. 2 and 3, a variable pulse width control (VPWC) circuit.

図2を参照すると、PWM回路21は、パラメータ検出器22からのフィードバック信号に基づいて電流または電圧パルス幅を変えることができる。 Referring to FIG. 2, PWM circuit 21, it is possible to change the current or voltage pulse width based on a feedback signal from the parameter detector 22. 検出器22を、電力消費、電流、電圧、温度、光束または放射束、あるいは、他の所望のパラメータを監視するのに使用することができる。 The detector 22, power consumption, current, voltage, temperature, light flux or radiant flux or can be used to monitor other desired parameters. PWM出力は、負荷(LEDアレイ10)の変化または入力変動にかかわらず、所望のフィードバックを生成するように働くことができる。 PWM output, regardless of the change or changes at the input of the load (LED array 10) can serve to produce the desired feedback.

図3に示す回路は、広い範囲の入力電圧についてLEDアレイ10に送出される電力を制御する。 The circuit shown in Figure 3, controls the power delivered to the LED array 10 for wide range of input voltages. この回路は、入力電圧が電池動作中の低レベルから電池充電中の高レベルまで変わることができる自動車用途で有用である。 This circuit, the input voltage is useful in automotive applications which can vary from a low level in the battery operation to a high level in the battery charging. この回路を、9〜20ボルトの入力電圧(VCC)変動についてC3の両端に接続されたLED(複数可)に対して一定電力を維持するように設計する。 This circuit is designed to maintain a constant power to 9-20 volts input voltage (VCC) LED connected to C3 ends for variation (s). LED(複数可)に対する電流パルス幅を変えることによって一定電力(一定光出力)を維持する。 To maintain a constant power (constant light output) by varying the current pulse width for the LED (s). 入力電圧が増加するにつれてパルス幅が狭くなる。 Pulse width is reduced as the input voltage increases. パルス幅変動は電力消耗を最小にするのに役立つ。 Pulse width variation serves to minimize the power consumption. 90%より大きい効率を有する回路が一般的である。 Circuit having greater than 90% efficiency is generally used.

別の実施形態によれば、図2、3、6、7、8、9および10に示す回路を、第IV章で詳細に述べられ、そして図1に示される典型的なLTCC−Mアレイ内に構築することができる。 According to another embodiment, the circuit shown in FIG 2,3,6,7,8,9 and 10, discussed in detail in Chapter IV, and typical LTCC-M in array shown in FIG. 1 it can be constructed to.

第IV章:LTCC−Mパッケージング LTCC−Mパッケージングは、LEDダイの密にパッケージングされたアレイによって生成される熱が多いために、LEDアレイに特に適する。 Chapter IV: LTCC-M packaging LTCC-M packaging, since heat generated by densely packaged array of LED dies is large, particularly suitable to the LED array. この章は、反射バリアを有するLEDアレイを作成するのに適用可能なものとして、LTCC−Mパッケージングの重要な態様の一部を強調する。 This chapter, as applicable to create a LED array having a reflective barrier, highlights some of the important aspects of the LTCC-M packaging.

多層セラミック回路板はグリーンセラミックテープの層から作られる。 Multilayer ceramic circuit board is made from layers of green ceramic tapes. グリーンテープは特定のガラス成分および任意選択のセラミック粉末から作られ、それらは有機バインダおよび溶剤と混合され、鋳造され、切断されて、テープを形成する。 Green tape is made from particular glass components and optional ceramic powders, they are mixed with an organic binder and a solvent is cast, is cut to form a tape. 種々の機能を実施するために、配線パターンをテープ層上にスクリーン印刷することができる。 To carry out the various functions, the wiring pattern can be screen printed onto the tape layers. その後、バイアが、テープに穿孔され、導体インクが充填されて、1つのグリーンテープ上の配線が別のグリーンテープ上の配線に接続される。 Thereafter, vias are drilled into the tape, the conductive ink is filled, the wiring on one green tape is connected to a wiring on another green tape. その後、テープはアライメント(整合)がとられ、張り合わせされ、焼成されて、有機材料が除去され、金属パターンが焼結され、ガラスが結晶化される。 Thereafter, the tape is taken alignment (matching) are laminated, is fired, the organic material is removed, the metal pattern is sintered, the glass is crystallized. これは、一般に、約1000度C未満、好ましくは、約750〜950度Cでの温度で実施される。 This is generally less than about 1000 degrees C, it is preferably carried out at a temperature of about 750 to 950 ° C. ガラスの成分は、熱膨張係数、誘電率、および種々の電子構成部品に対する多層セラミック回路板の適合性を決定する。 Components of the glass determines the suitability of the multilayer ceramic circuit board thermal expansion coefficient, dielectric constant, and for various electronic components. 温度範囲700〜1000度Cで焼結する無機充填剤を有する例示的な結晶化用ガラスは、マグネシウムアルミノシリケート、カルシウムボロシリケート、リードボロシリケート、およびカルシウムアルミノボリケートである。 Exemplary crystallizing glass having the inorganic filler is sintered in the temperature range 700 to 1000 ° C, the magnesium aluminosilicate, calcium borosilicate, a lead borosilicate and calcium aluminate Nobori sebacate.

ごく最近まで、金属支持基板(金属板)は、グリーンテープを支持するのに使用されてきた。 Until very recently, the metal supporting board (metal plate) has been used to support the green tape. 金属板はガラス層に強度を与える。 Metal plate gives strength to the glass layer. グリーンテープ層を金属板の両面に搭載することができ、適切な接合ガラスによって金属板に固着することができるため、金属板によって、回路およびデバイスの複雑さおよび密度の増加が可能になる。 The green tape layers can be mounted on both sides of the metal plate, it is possible to stick to the metal plate by a suitable bonding glass, a metal plate, it is possible to increase the complexity and density of circuits and devices. さらに、さらなる機能性のために、抵抗器、インダクタ、およびコンデンサなどの受動および能動構成部品を回路板内に組み込むことができる。 Further, for additional functionality, resistors, inductors, and passive and active components such as capacitors can be incorporated in a circuit board. LEDなどの光学構成部品を設置するときには、パッケージの反射光学特性を高めるために、セラミック層の壁を成形及び/またはコーティングすることができる。 When installing the optical components, such as LED's, in order to enhance the reflective optical properties of the package may be molded and / or coating the walls of the ceramic layer. あるいは、LEDアレイパッケージの照明効率と熱効率の両方をさらに改善するために、反射バリアを使用することができる。 Alternatively, in order to further improve both the illumination efficiency and thermal efficiency of the LED array package, it can be used reflecting barrier.

金属支持板上での低温同時焼成セラミックまたはLTCC−Mとして知られるこのシステムは、種々のデバイスおよび回路を単一パッケージ内に高集積化する手段であることがわかった。 The system known as low-temperature co-fired ceramic or LTCC-M on the metal support plate, was found to be a means of high integration in a single package a variety of devices and circuits. システムは、たとえば、支持板用の金属およびグリーンテープ内のガラスを適切に選択することによって、シリコンベースデバイス、インジウム燐ベースデバイス、およびガリウム砒素ベースデバイスを含むデバイスと適合性があるように調節することができる。 System, for example, by appropriately selecting the glass in the metal and the green tape for the support plate, silicon-based devices are adjusted so that the device compatible containing indium phosphide based device, and a gallium arsenide-based devices be able to.

LTCC−M構造のセラミック層は、金属支持板の熱膨張係数に一致しなければならない。 Ceramic layer of LTCC-M structure must match the thermal expansion coefficient of the metal support plate. 種々の金属または金属マトリクス複合物の熱膨張特性に一致するガラスセラミック成分が知られている。 Glass ceramic component is known that match the thermal expansion properties of various metals or metal matrix composites. LTCC−M技術に使用される金属支持板は高い熱伝導率を示すが、一部の金属板は高い熱膨張係数を有し、そのため、ベアダイを常にこうした金属支持板に直接に搭載することができるわけではない。 Metal support plate for use in LTCC-M technique exhibits high thermal conductivity, have a part of the metal plate is high coefficient of thermal expansion, therefore, it is mounted directly to always such a metal support plate bare dies it is not possible. しかし、こうした目的に使用することができる、粉末冶金技法を使用して作られた銅とモリブデン(銅の重量約10%〜約25%のモリブデンのパーセンテージを含む)または銅とタングステン(銅の重量約10%〜約25%のタングステンのパーセンテージを含む)の金属複合物などの、一部の金属支持板が知られている。 However, it can be used for this purpose, (including the percentage of copper by weight about 10% to about 25% molybdenum) copper and molybdenum made using powder metallurgy techniques or by weight of copper and tungsten (Cu such as a metal composite including) the percentage of about 10% to about 25% tungsten, and part of the metal support plate are known. AlSiCは、アルミニウムまたは銅グラファイトの複合物ができるのと同様に、直接取り付けに使用することができる別の材料である。 AlSiC, similar to can composites aluminum or copper graphite, is another material that can be used for direct mounting. 本発明で使用するための適した支持板の例は、鉄、ニッケル、コバルト、およびマンガニーズの金属合金を含むCopper clad Kovar(登録商標)である。 Examples of the support plate suitable for use in the present invention are iron, nickel, cobalt, and Copper clad Kovar containing Manganese metal alloy (registered trademark). Copper clad Kovar(登録商標)は、Carpenter Technology(ペンシルベニア州リーディング)の製品である(尚、「Carpenter Technology」は社名または商標である。)。 Copper clad Kovar (registered trademark) is a product of Carpenter Technology (Pennsylvania Reading) (It should be noted that, "Carpenter Technology" is a company name or trademark.).

効率的な冷却を必要とする別の用途は、フリップチップパッケージングの熱管理を必要とする。 Another application requiring efficient cooling requires thermal management of flip chip packaging. 大量の熱を発生する、密にパッケージングされたマイクロ電子回路およびデコーダ/ドライバ、増幅器、発振器などのようなデバイスはまた、有利にLTCC−M技法を使用することができる。 Generating large amounts of heat, densely packaged microelectronic circuits and decoder / driver, an amplifier, a device such as an oscillator can also be advantageously used LTCC-M technique. 集積回路の一番上の層上での金属化は、チップを含むパッケージまたはモジュールにワイヤボンディングすることができるように、チップの縁に入力/出力線をもたらす。 Top metallization on a layer of the integrated circuit, so that it can be wire bonded to the package or module including the chip, resulting in an input / output line to the edge of the chip. そのため、ワイヤボンドのワイヤ長が問題となり、長過ぎるワイヤは寄生成分をもたらす。 Therefore, the wire length of the wire bond becomes a problem, too long wire leads to parasitics. 集積化の非常に高いチップのコストを、回路を作るのに必要とされるシリコン面積によってではなく、ボンドパッドの配置構成によって決定してもよい。 The very high chip cost of integration, rather than by the silicon area required to make the circuit, may be determined by the arrangement of the bond pads. フリップチップパッケージングは、接続部を作るために、ワイヤボンドパッドではなくはんだバンプを使用することによって、これらの問題の少なくとも一部を克服する。 Flip-chip packaging, to make a connection, by using the solder bumps instead of wire bond pads, to overcome at least some of these problems. これらのはんだバンプはワイヤボンドパッドより小さく、チップが上を下に向けられる、すなわち裏返しにされるときに、はんだリフローを使用してチップをパッケージに取り付けることができる。 These solder bumps are smaller than the wire bond pad, the chip is directed the top to bottom, that is, when it is turned inside out, it is possible to attach the chip to the package using solder reflow. はんだバンプが小さいために、多層パッケージングを使用するときには、チップはその内部に入力/出力接続部を含むことができる。 For solder bump is small, when using a multi-layer packaging chip may include an input / output connections therein. そのため、ボンドパッドの数およびサイズではなく、チップ内のダイの数がチップサイズを決定するであろう。 Therefore, rather than the number and size of bond pads, the number of die in the chip will determine the chip size.

LTCC−M構造のセラミック層は、金属支持板の熱膨張係数に一致しなければならない。 Ceramic layer of LTCC-M structure must match the thermal expansion coefficient of the metal support plate. 種々の金属または金属マトリクス複合物の熱膨張特性に一致するガラスセラミック成分が知られている。 Glass ceramic component is known that match the thermal expansion properties of various metals or metal matrix composites. LTCC−M構造および材料は、2002年9月24日にPonnuswamy他に対して発行され、Lamina Ceramicsに譲渡された米国特許第6,455,930号である「Integrated Heat Sinking Packages Using Low Temperature Co−fired Ceramic Metal Circuit Board Technology」に記載される。 LTCC-M structure and materials are issued to Ponnuswamy other on September 24, 2002, the US Patent No. 6,455,930, assigned to Lamina Ceramics "Integrated Heat Sinking Packages Using Low Temperature Co- It is described in fired Ceramic Metal Circuit Board Technology ". 米国特許第6,455,930号は、参照により本明細書に組み込まれる。 U.S. Patent No. 6,455,930 is incorporated herein by reference. LTCC−M構造は、さらに、米国特許第5,581,876号、第5,725,808号、第5,953,203号、および第6,518,502号に記載され、その全てが、Lamina Ceramicsに譲渡され、同様に、参照により本明細書に組み込まれる。 LTCC-M structure further U.S. Patent No. 5,581,876, No. 5,725,808, is described in JP No. 5,953,203, and No. 6,518,502, all of which, and assigned to Lamina Ceramics, likewise incorporated herein by reference.

LTCC−M技術に使用される金属支持板は高い熱伝導率を有するが、一部の金属板は高い熱膨張係数を有し、そのために、ベアダイを常にこうした金属支持板に直接に搭載することができるわけではない。 It has a metal support plate high thermal conductivity used in the LTCC-M technique, a part of the metal plate is high coefficient of thermal expansion, in order that, directly be mounted always such a metal support plate bare dies It does not mean it is. しかし、こうした目的に使用することができる、粉末冶金技法を使用して作られた銅とモリブデン(銅の重量約10〜25%を含む)または銅とタングステン(銅の重量約10〜25%を含む)の金属複合物などの、一部の金属支持板が知られている。 However, it can be used for this purpose, (including the weight of about 10% to 25% copper) copper and molybdenum made using powder metallurgy techniques or copper and tungsten (weight about 10% to 25% of copper such as a metal composite including), it is known part of the metal support plate. 鉄、ニッケル、コバルト、およびマンガンの金属合金であるCopper clad Kovar(Carpenter Technologyの登録商標)は非常に有用な支持板である。 Iron, nickel, cobalt, and (registered trademark of Carpenter Technology) Copper clad Kovar is a metal alloy of manganese is a very useful support plate. AlSiCは、アルミニウムまたは銅グラファイトの複合物ができるのと同様に、直接取り付けに使用することができる別の材料である。 AlSiC, similar to can composites aluminum or copper graphite, is another material that can be used for direct mounting.

フリップチップパッケージングの熱管理は、効率的な冷却を必要とするさらに別の用途である。 Thermal management of flip chip packaging is yet another application requiring efficient cooling. 大量の熱を発生する、密にパッケージングされたマイクロ電子回路およびデコーダ/ドライバ、増幅器、発振器などのようなデバイスはまた、有利にLTCC−M技法を使用することができる。 Generating large amounts of heat, densely packaged microelectronic circuits and decoder / driver, an amplifier, a device such as an oscillator can also be advantageously used LTCC-M technique. 集積回路の一番上の層上での金属化は、チップを含むパッケージまたはモジュールにワイヤボンディングすることができるように、チップの縁に入力/出力線をもたらす。 Top metallization on a layer of the integrated circuit, so that it can be wire bonded to the package or module including the chip, resulting in an input / output line to the edge of the chip. そのため、ワイヤボンドのワイヤ長が問題となり、長過ぎるワイヤは寄生成分をもたらす。 Therefore, the wire length of the wire bond becomes a problem, too long wire leads to parasitics. 集積化の非常に高いチップのコストを、回路を作るのに必要とされるシリコン面積によってではなく、ボンドパッドの配置によって決定してもよい。 The very high chip cost of integration, rather than by the silicon area required to make the circuit, may be determined by the arrangement of the bond pads. フリップチップパッケージングは、接続部を作るために、ワイヤボンドパッドではなくはんだバンプを使用することによって、これらの問題の少なくとも一部を克服する。 Flip-chip packaging, to make a connection, by using the solder bumps instead of wire bond pads, to overcome at least some of these problems. これらのはんだバンプはワイヤボンドパッドより小さく、チップが上を下に向けられる、すなわち裏返しにされるときに、はんだリフローを使用してチップをパッケージに取り付けることができる。 These solder bumps are smaller than the wire bond pad, the chip is directed the top to bottom, that is, when it is turned inside out, it is possible to attach the chip to the package using solder reflow. はんだバンプが小さいため、多層パッケージングが使用されるときには、チップはその内部に入力/出力接続部を含むことができる。 Since the solder bump is small, when the multi-layer packaging is used, the chip may include an input / output connections therein. そのため、ボンドパッドの数およびサイズではなく、チップ内のダイの数がチップサイズを決定するであろう。 Therefore, rather than the number and size of bond pads, the number of die in the chip will determine the chip size.

しかし、単一チップ上での機能の密度および集積が高くなると、チップ上の温度が高くなり、最適回路密度の十分な利用が妨げられる場合がある。 However, the density and integration of functions on a single chip is increased, the temperature on the chip becomes high so that a sufficient utilization of optimal circuit density is prevented. 唯一のヒートシンクが、チップをパッケージに接続する小さなはんだバンプである。 The only heat sink, a small solder bump for connecting the chip to the package. これが不十分である場合、小さな能動または受動ヒートシンクをフリップチップの一番上に付加しなければならない。 If this is insufficient, it is necessary to add a small active or passive heat sinks at the top of the flip chip. こうした付加的なヒートシンクは、組み立てコストを増加させ、必要とされる部品の数を増加させ、パッケージコストを増加させる。 Such additional heat sink increases the assembly costs, increase the number of parts required increases the package costs. 特に、ヒートシンクは、小さい熱容積を有する場合、制限された効率も有する。 In particular, the heat sink, if it has a small heat capacity, also has limited efficiency.

本発明の最も単純な形態では、LTCC−M技術は、半導体構成部品および関連する回路のための集積パッケージを提供するのに使用され、導電性金属支持板は構成部品用のヒートシンクを提供する。 In the simplest form of the present invention, LTCC-M technique is used to provide an integrated package for semiconductor components and associated circuitry, conductive metal support plate provides a heat sink for components. たとえば、半導体構成部品を冷却するために、高い熱伝導率を有するLTCC−Mシステムの金属ベース上に半導体ベアダイを直接に搭載することができる。 For example, in order to cool the semiconductor components, it is possible to mount the semiconductor bare die on a metal-based LTCC-M system directly with a high thermal conductivity. こうした場合、構成部品を動作させる電気信号をセラミックから構成部品に接続しなければならない。 In such a case, it must be connected to the component of the electrical signal for operating the components of ceramic.

金属支持板に対する間接的な取り付けも使用することができる。 Indirect attachment to the metal support plate can be used. このパッケージでは、必要とされる構成部品は全て、多層セラミック部分内に導体および抵抗器などの埋め込み式受動構成部品を組み込むこともできる金属支持板に熱的に結合され、種々の構成部品、すなわち、半導体構成部品、回路、ヒートシンクなどが集積パッケージ内で接続されている。 In this package, components required All are thermally bonded to the metal support plate may also incorporate embedded passive components, such as conductors and resistors in the multilayer ceramic portion, various components, i.e. , semiconductor component, circuit, a heat sink, etc. are connected in an integrated package. 電気回路の問題によって、絶縁材料を使用することが指示されるLEDアレイの場合、熱伝導が問題となる可能性がある。 The electrical circuit problem, when the LED array that is designated to use an insulating material, there is a possibility that the thermal conductivity becomes a problem. この場合、反射バリアはさらに、絶縁層を通して金属ベースへ伝導および放射することによって受け取られる熱の伝達を補助する熱拡散デバイスとして動作する。 In this case, the reflective barrier further operates as a heat spreading device to assist the transfer of heat received by conduction and radiation to the metal base through the insulating layer.

プリント配線板または他のパターニングされた導体搭載デバイスにLTCC−M回路を金属基板表面によって搭載することも可能である。 It is also possible to LTCC-M circuit on a printed circuit board or other patterned conductors mounted device for mounting the metal substrate surface. パターンが金属基板に切り抜かれ、絶縁体が金属基板表面内で絶縁電気端子を画定する。 Pattern is cut out in a metal substrate, an insulator defines a insulated electrical terminal in a metal substrate surface. これらの端子は、Lamina Ceramics,Inc. These terminals, Lamina Ceramics, Inc. に譲渡されたHammond外の米国特許第6,518,502号(2003年2月11日に発行)に詳細に説明されている。 It is described in detail in US Pat. No. 6,518,502 of Hammond outside which is assigned (issued on February 11, 2003) to. 米国特許第6,518,502号は、参照により本明細書に組み込まれる。 U.S. Patent No. 6,518,502 is incorporated herein by reference.

放熱が改善されたより複雑な構造の場合、本発明の集積パッケージは、第1および第2のLTCC−M基板を組み合わせる。 For more complex structures the heat dissipation is improved, integrated package of the present invention combines the first and second LTCC-M substrate. 第1基板は、半導体デバイスおよび構成部品を動作させる埋め込み式回路を有する多層セラミック回路板を搭載することができ、第2基板は、ヒートシンクまたは導電性ヒートスプレッダを搭載している。 The first substrate may be mounted on a multilayer ceramic circuit board having an embedded circuit for operating the semiconductor devices and components, a second substrate is mounted with a heat sink or conductive heat spreader. 熱電気(TEC)プレート(ペルチエデバイス)および温度制御回路が第1基板と第2基板との間に搭載されて、半導体デバイスの改善された温度制御を提供する。 Thermoelectric (TEC) plate (Peltier device) and a temperature control circuit is mounted between the first substrate and the second substrate, to provide improved temperature control of the semiconductor device. 密閉格納容器を金属支持板に固着することができる。 The sealed storage vessel may be secured to the metal support plate.

LTCC−M技術の使用によって、放熱の集積と一緒に、フリップチップパッケージングの利点も利用することができる。 The use of LTCC-M technique, along with accumulation of heat radiation can be utilized advantages of flip chip packaging. 本発明のパッケージは、既存の現在のパッケージングに比べて、小型で、安価で、効率的であるように作ることができる。 Package of the present invention, as compared to the existing current packaging, small in size, inexpensive, can be made to be efficient. 金属基板は、ヒートスプレッダまたはヒートシンクとして動作する。 Metal substrate operates as a heat spreader or heat sink. フリップチップをパッケージの一体部分である金属基板上に直接に搭載することができ、ヒートシンクを付加する必要性がなくなる。 The flip chip directly can be mounted on the metal substrate is an integral part of the package, eliminating the need to add a heat sink. 可撓性回路をフリップチップ上のバンプの上に搭載することができる。 Can be mounted flexible circuit on the bumps on the flip chip. 多層セラミック層の使用はまた、パッケージ周辺に対するトレースのファンアウトおよびルーティングを達成することができ、放熱がさらに改善される。 Use of the multilayer ceramic layer also can achieve fanout and routing traces to the peripheral package, heat dissipation is further improved. 熱管理のニーズが高い、高出力集積回路およびデバイスは、この新しいLTCC−M技術と共に使用することができる。 High need for thermal management, high power integrated circuits and devices can be used with this new LTCC-M technique.

図4は、LTCC−M構成を使用した例示的なLEDアレイパッケージの断面を示す。 Figure 4 shows a cross-section of an exemplary LED array package using LTCC-M structure. LTCC−M構造は、多層セラミック回路板42に接続された熱伝導性金属ベースからなる。 LTCC-M structure, a thermally conductive metal base connected to the multilayer ceramic circuit board 42. セラミック回路板42内の開口43が、半導体ダイ44および他の構成部品を収容するために作られる。 Opening 43 of the ceramic circuit board 42 is made to accommodate a semiconductor die 44 and other components. 構成部品を金属ベース45に直接に取り付ける。 Components directly attached to the metal base 45. 金属ベース45を、銅タングステン、コバール、あるいは、種々の厚さ比を有する銅モリブデンなどの金属ラミネートなどの、任意の適した材料から構成することができる。 The metal base 45, copper-tungsten, Kovar, or the like metal laminate such as copper molybdenum having various thickness ratio, can be constructed from any suitable material. 金属ベース45を銅クラッディングモリブデンから作成することが好ましい。 It is preferred to create a metal base 45 of copper clad molybdenum. 金属ベース45への取り付けは、半導体ダイ44を冷たく保ち、効率的で、かつ、信頼性の高い動作を可能にする。 Attachment to the metal base 45, keeping cold the semiconductor die 44, efficient, and allows for reliable operation.

通常、半導体ダイ44への接続部が、ワイヤボンド46を使用して、または、フリップチップ取り付け(図示せず)によって作られる。 Normally, connection to the semiconductor die 44 using wire bonds 46, or is made by flip-chip mounting (not shown). ポリマー封入47を使用してワイヤボンド46を保護することが好ましい。 It is preferred to protect the wire bonds 46 using polymer-enclosed 47.

上述した実施形態は、本発明の用途を示すことができる多くの可能性のある特定の実施形態のほんの少数を示すことが理解される。 Embodiments described above, it is understood that shows only a few specific embodiments of the many possible that applications can show the present invention. 本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって、多数の、また、変更された他の配置構成を作ることができる。 Without departing from the spirit and scope of the present invention, by those skilled in the art, a number, also can make other arrangements that have changed.

例示的なLEDアレイを示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary LED array. 集積型の、ドライバとフィードバックと制御システムとを組み込むLEDアレイのブロック図を示す図である。 The integrated illustrates a block diagram of an LED array incorporating a driver and feedback and control system. パルス幅変調式LEDアレイ制御回路の一実施形態の略図である。 It is a schematic diagram of one embodiment of a pulse-width-modulated LED array control circuit. 例示的なLTCC−M LEDアレイの断面を示す図である。 It is a diagram showing a cross-section of exemplary LTCC-M LED array. 集積型ドライバ回路を有する例示的なLEDアレイのブロック図である。 It is a block diagram of an exemplary LED array having an integrated driver circuit. 集積型光検出器を有するLEDアレイを示す図である。 Is a diagram illustrating an LED array having an integrated photodetector. 集積型光検出器を有する例示的なLEDアレイを示す図であり、アレイの1つのLEDダイは、光検出器および光源として交互に動作する。 Is a diagram illustrating an exemplary LED array having an integrated photodetector, one LED die array operates alternately as an optical light source and detector. トランジスタ定電流ドライバ回路の略図である。 It is a schematic diagram of the transistor constant current driver circuit. 例示的なLM134ドライバ集積型回路の略図である。 It is a schematic illustration of an exemplary LM134 driver integrated circuit. 複数ストリング定電流ドライバ回路の略図である。 It is a schematic representation of a plurality string constant current driver circuit. LEDダイを光検出器として使用して検出された光束を示すグラフである。 It is a graph showing a detected light beam using an LED die as a photodetector.

Claims (23)

  1. 高温動作用のLEDアレイパッケージであって、 A LED array package for high temperature operation,
    金属ベースと、 And the metal base,
    前記金属ベースの下にある熱接続パッドと、 And thermal connection pad underlying said metal base,
    前記金属ベースの上にある1つまたは複数のセラミック層と、 One or a plurality of ceramic layers overlying the metal base,
    前記熱接続パッドに前記金属ベースを通して熱的に結合した電極を含む複数のLEDダイと、 A plurality of LED dies including thermally bonded electrodes through the metal base to the heat connection pads,
    前記LEDアレイパッケージ内に搭載され、前記LEDダイ電極に電気接続されたドライバ回路とを備えるLEDアレイパッケージ。 Wherein mounted on the LED array package, the LED array package having electric connected to the driver circuit to the LED die electrode.
  2. 前記ドライバ回路の少なくとも一部分は前記金属ベースに熱的に結合する請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 At least a portion the LED array package of claim 1 wherein the thermally coupled to the metal base of the driver circuit.
  3. 空洞をさらに備え、前記複数のLEDダイは、前記空洞内に固定された少なくとも1つのLEDクラスタを形成するように相互接続される請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 Further comprising a cavity, the plurality of LED dies, LED array package of claim 1 wherein interconnected to form at least one LED clusters fixed in the cavity.
  4. 前記ドライバ回路は前記少なくとも1つのLEDクラスタを制御する請求項3記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package according to claim 3, wherein said driver circuit for controlling the at least one LED cluster.
  5. 前記ドライバ回路は複数の独立した出力を提供し、前記LEDダイは、個々に、前記独立した出力に接続され、前記独立した出力によって制御される請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 Said driver circuit provides a plurality of independent outputs, the LED die is individually connected to said separate output, LED array package according to claim 1, wherein controlled by the independent output.
  6. 前記1つまたは複数のセラミック層は前記金属ベースに対する熱伝導性バイアを含み、前記ドライバ回路は、前記1つまたは複数のセラミック層上に搭載され、前記熱伝導性バイアによって前記金属ベースに熱的に結合される請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 Wherein the one or more ceramic layers comprises a thermal conductive vias to said metal base, said driver circuit is mounted on the one or more ceramic layers, thermally to the metal base by the thermally conductive vias LED array package of claim 1, wherein is coupled to.
  7. 前記1つまたは複数のセラミック層は導電性トレースをさらに備える請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 Wherein the one or more ceramic layers LED array package of claim 1, further comprising a conductive trace.
  8. 前記1つまたは複数のセラミック層はプリント回路層を備える請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 Wherein the one or more ceramic layers LED array package according to claim 1, further comprising a printed circuit layer.
  9. 前記ドライバ回路はパルス幅変調器またはリニア電流ドライバを備える請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 The driver circuit LED array package according to claim 1, further comprising a pulse width modulator or linear current driver.
  10. 前記LEDダイおよび前記ドライバ回路の少なくとも一部分は前記1つまたは複数のセラミック層の最も外側に搭載される請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 The LED die and at least the LED array package according to claim 1, wherein a portion is to be mounted on the outermost of the one or more ceramic layers of said driver circuit.
  11. 前記ドライバ回路の少なくとも一部分は前記2つのセラミック層の中間に搭載される請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package of claim 1 wherein at least a portion to be mounted in the middle of the two ceramic layers of said driver circuit.
  12. 前記パッケージはLTCC−Mパッケージである請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 The package LED array package of claim 1 wherein the LTCC-M package.
  13. LEDパラメータを制御するように前記ドライバ回路を調整するためのフィードバックおよび制御ループをさらに備える請求項1記載のLEDアレイパッケージ。 The LED array package of claim 1, further comprising a feedback and control loop for adjusting the driver circuit to control the LED parameters.
  14. 前記LEDパラメータは、光度、光束、アレイ電流、ダイ電流、電圧、磁界、温度、輝度、および光源色からなるパラメータの群から選択される請求項13記載のLEDアレイパッケージ。 The LED parameters, intensity, luminous flux, the array current, die current, voltage, magnetic field, temperature, brightness, and LED array package according to claim 13 selected from the group of parameters consisting of a light source color.
  15. 高温動作用のLEDアレイパッケージであって、 A LED array package for high temperature operation,
    金属ベースと、 And the metal base,
    前記金属ベースの下にある熱接続パッドと、 And thermal connection pad underlying said metal base,
    前記金属ベースの上にある1つまたは複数のセラミック層と、 One or a plurality of ceramic layers overlying the metal base,
    それぞれが一対の電極を有する複数のLEDダイとを備え、前記LEDダイが前記熱接続パッドに前記金属ベースを通して熱的に結合しており、さらに、 Each comprising a and a plurality of LED dies having a pair of electrodes, the LED die is bonded thermally through the metal base to the heat connection pad, further,
    前記パッケージ内に搭載され、前記金属ベースに熱的に結合したドライバ回路を備え、前記ドライバ回路は前記LEDダイに供給される電流を制御する出力を有しており、さらに、 Wherein mounted in a package, comprising a driver circuit which is thermally coupled to said metal base, said driver circuit has an output which controls the current supplied to the LED die, further,
    前記LEDアレイの光出力を測定する測定回路と、 A measurement circuit for measuring the light output of the LED array,
    1つまたは複数のLEDダイの接続を前記ドライバ回路から前記測定回路へ切り換える電子スイッチとを備え、前記1つまたは複数のLEDダイが前記ドライバ回路から切り離されると、前記1つまたは複数の切り離されたLEDダイは、LED光検出器として動作して、前記LEDアレイの光出力を検出し、測定された信号を生成し、前記測定された信号を前記測定回路に提供するものであり、さらに、 One or more connections of the LED die and an electronic switch for switching to the measurement circuit from the driver circuit, when the one or more LED dies are disconnected from the driver circuit, wherein the one or are several decoupled LED die and may operate as a LED light detector detects the light output of the LED array, to generate a measured signal, which provides the measured signals to the measurement circuit, further,
    前記測定された信号を前記測定回路から受け入れ、前記ドライバ回路出力を調整することによって前記LEDアレイ光出力を制御する制御回路を備えるLEDアレイパッケージ。 LED array package comprising a control circuit for controlling the LED array light output by the receiving a measured signal from the measuring circuit, adjusts the driver circuit output.
  16. 前記測定された信号は前記LED光検出器の電圧または電流である請求項15に記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package of claim 15 wherein the measured signal is a voltage or current of the LED light detector.
  17. 前記電子スイッチは、≦10msの期間の間、前記1つまたは複数のLEDダイを前記測定回路に接続する請求項15に記載のLEDアレイパッケージ。 The electronic switch, for the duration of ≦ 10 ms, LED array package according to claim 15 for connecting said one or more LED die to the measuring circuit.
  18. 前記パッケージはLTCC−Mパッケージである請求項15に記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package of claim 15 wherein the package is a LTCC-M package.
  19. 前記1つまたは複数のセラミック層は導電性トレースをさらに備える請求項15に記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package of claim 15 wherein the one or more ceramic layers further comprises a conductive trace.
  20. 前記1つまたは複数のセラミック層はプリント回路層を備える請求項15に記載のLEDアレイパッケージ。 LED array package of claim 15 wherein the one or more ceramic layers comprises a printed circuit layer.
  21. LEDアレイ内に光フィードバックを設ける方法であって、 A method of providing an optical feedback into the LED array,
    複数のLEDダイ、ドライバ回路、および検出器回路を含むLEDアレイを設ける工程と、 A step of providing an LED array including a plurality of LED dies, driver circuit, and a detector circuit,
    前記LEDダイの1つまたは複数を前記ドライバ回路から前記検出器回路へ切り換えるスイッチを設ける工程と、 A step of providing a switch for switching one or more of the LED die from the driver circuit to the detector circuit,
    前記ドライバ回路と前記検出器回路とを切り換える工程と、 A step of switching between said driver circuit and the detector circuit,
    前記切り換えられたLEDダイの1つまたは複数を使用して測定信号を提供するために、前記LEDアレイの光出力を測定する工程と、 In order to provide a measurement signal using one or more of said switched LED die, a step of measuring the light output of the LED array,
    前記LEDアレイ光出力を制御するために前記測定信号を前記ドライバ回路にフィードバックする工程とを含む方法。 Method comprising the step of feeding back the measurement signal to the driver circuit for controlling the LED array light output.
  22. 前記切り換える工程は、人にとって安定した照明であるように見えるのに十分に速いレートで、前記ドライバ回路と前記検出器回路とを切り換える工程を含む請求項21に記載の方法。 The switching process is stable sufficiently fast rate to appear to be illuminated was for human The method of claim 21 including the step of switching between the detector circuit and the driver circuit.
  23. 前記切り換える工程は、周期的レートで前記ドライバ回路と前記検出器回路とを切り換える工程を含む請求項21に記載の方法。 Step The method of claim 21 including the step of periodic rate switching between the detector circuit and the driver circuit in which the switching.
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